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电力电子器件篇之电容

开关开源中,我们将使用大量的电容器,每个电容器都有自己的特点,而不仅仅是一种类型的电容器。一个非常成功的电力电子设计必须在不同的应用程序中选择不同的电容器。 铝电解电容-用于变换器输入输出等需要大容量、小体积的场合; 钽电容-用于输入和输出变换器等需要中等电容的场合 陶瓷电容-定时和信号电路 多层陶瓷电容-低ESR(如变换器输入输出端与电解电容并联) 塑料电容-用于高dv/dt如准谐振变换器 在上一期中,我们谈到了(电力电子器件的电阻),PCB上部电阻不能无限大。同样,电容器也有实际可用的最小值。两个相互靠近的表面会形成一个电容器,它可以比你正在使用的外部电容器大。 实用提示:避免使用小于22pF除非采取特殊预防措施,否则电容器。 实用提示:100kHz时电容的ESR频率为120Hz在给定数据中获得。ESR除频率f函数外,还与温度有关。在-25℃时,ESR值几乎可以是25℃时间的三倍!得到类似的ESR,至少要知道预期的工作频率。 实例 已知在100kHz当电源的输出电流纹波为1App,电压纹波50mV。首先,这个脉动可以等效为一个大电容:1A×(1/100kHz)= 10μC,所以,即使忽略了ESR,也需要一个C= Q/V =10uC/50mV = 200pF的电容。那么,可以假设至少需要两个100pF电解电容。通常,这种尺寸的电容器在室温下ESR大约为100mΩ。如果电压纹波降到50,mV,那么ESR为50mV/1A( = 50mΩ),要做到这一点,需要两个电容并联。但当温度为-25时℃,每个电容的ESR大约为300m,所以实际上需要6个电容。在这个温度下,由ESR纹波为50mV,而由电容产生的纹波只有大约17mV;由于电阻和电容的相位不同,总纹波约为l a =[(50mV) (17mV)’]12 = 53mV。显然,在设计大容量滤波器时,ESR通常比总电容值更重要。 虽然老化的问题很容易被忽视,但所谓的1万电源寿命h实际上是电解电容。如果电源在评估的温度下工作,或者需要连续工作几年,则应选择2万h,甚至更好的5000h的电容。当使用寿命接近额定老化寿命时,电容值会下降,纹波会增加,直到不能满足要求。这不是随便说的。也许,很多人不愿意等一年左右才能观察到性能的恶化。他们可以通过加速寿命的测试来快速显示电容器之间的差异。 但幸运的是,温度每下降10次℃,因此,电容器的寿命可以加倍,85℃时额定寿命为2000h平均温度为25℃可持续工作2万hx2 = 128000h= 16年。 实用提示:首先要明确上述电容寿命计算中使用的是平均温度,而不是工作中的最高温度或额定温度——否则,将找不到如此长寿命的电容器。 若电容的额定电压达不到所需的高度,不妨将两个(或多个)电容串联起来。(在整流输出中,)如果其中一个电容小于另一个电容,小电容将承受比大电容更高的电压。这种设计方法在实践中并不推荐,但如有必要,也可以尝试并联一个电阻,如下图所示。这将有助于平衡电压。 在这里插入图片描述 电容串联的实际连接方法 请关注微信微信官方账号:21世纪电力电子技术,PET_21

标签: 温度对电力电容器使用寿命的影响电力滤波器电容滤波器

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